М.Бухарин -- dsm в архитектурном проектировании
DESCRIPTION
Доклад Михаила Бухарина "Разбивка на модули в архитектурном проектировании. Практика DSM (design structure matrix)" на 94 заседании INCOSE, 8 октября 2014г.TRANSCRIPT
Разбивка на модули в архитектурном проектировании. Практика DSM (design structure
matrix)
Михаил Бухарин
Московский физико-технический институтООО «Оптосистемы»
Москва8 октября 2014
Design Structure Matrix (DSM)
• dependency structure matrix• dependency structure method• dependency source matrix• problem solving matrix (PSM)• incidence matrix• N2 matrix• interaction matrix• dependency map or design precedence matrix.
Зачем нужен DSM?
• Разработка и моделирование архитектуры сложных систем или процессов
• Разбиение на модули• Анализ возможного поведения системы и рисков, связанных с выбранной
архитектурой• Отчуждение информации об архитектуре системы• Разработка программы верификации и валидации модулей
• Моделирование взаимодействия модулей• Определение параметров связи между модулями• Разработка интерфейсов
Почему именно DSM?
1. Сжатое описание сложных систем (оптимально 30-70 модулей) с различными типами интерфейсов
2. Возможность моделирования и автоматического анализа архитектуры3. Легкость смены уровня детализации и добавления/удаления модулей4. Возможность настройки матрицы и отображаемых связей под нужды
стейкхолдеров5. + …
Основные типы моделей DSM
Диаграмма взята из [2]
Использование DSM в жизненном цикле системы
В чем заключается DSM?
Диаграмма взята из [1]
MECE*
* взаимно исключающие, совместно исчерпывающие
Шаг 1.Выбор границ описываемой
системы
Диаграмма взята из [3]
!
!
Шаг 2. Декомпозиция
Диаграмма взята из [3]
Шаг 2. Декомпозиция
Диаграмма взята из [3]
Шаг 2. Декомпозиция (математическая/программная реализация)
Диаграмма взята из [3]
Шаг 3. Упорядочивание (sequencing)
Цель:• минимизировать количество взаимодействий выше диагонали по
соглашению input-in-the-columns [IC/FBD]*• минимизировать количество дальних связей (ими сложно управлять)
Диаграмма взята из [1]* ниже диагонали по соглашению input-in-the-rows [IR/FAD]
Шаг 3. Упорядочивание (алгоритм)
• Сдвинуть в начало элементы без входных данных Сдвинуть в конец элементы без выходных данных
• Приведение матрицы к треугольной форме (линейная алгебра)
• Объединить все циклы• Метод возведения матрицы в степень
• Дополнительно уменьшить количество связей на основе дополнительных знаний о типе взаимодействующих модулей или при помощи смены архитектуры
Пример результата упорядочивания и смены
архитектуры
Диаграмма взята из [2]
Шаг 4. Кластеризация
Диаграмма взята из [2]Преимущество DSM перед PERT, CPM, диаграммой Ганта и IDEF
Типы связей между модулямиЧислом может указываться:
• уровень зависимости между подсистемами• уровень риска технологии для анализа рисков архитектуры в практике DSM (см. рис.
ниже)• …
Различными обозначениями могут указываться• тип связи (поток информации, энергии, вибраций и т.д.)• степень проработанности интерфейса между модулями• …
Диаграмма взята из [2]
Диаграмма взята из [2]
Анализ уровня технологического риска модулей и интерфейсов
Анализ уровня технологического риска модулей и интерфейсов
Диаграмма взята из [2]
Анализ степени проработанности интерфейсов между модулями
системы
Диаграмма взята из [2]
Использование различных типов
связей
Диаграмма взята из [2]
Как применять DSM?
• Подборка основных инструментов: http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools.html• Стоит особо выделить инструменты, бесплатные для обучения:
http://www-edc.eng.cam.ac.uk/cam и http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools/research-tools/excel-macros-for-partitioning.html
Дополнительные источники информации[1] http://www.dsmweb.org/
[2] "Design Structure Matrix Methods and Applications“Steven D. Eppinger and Tyson R. Browning, 2012 Massachusetts Institute of Technology
[3] "A high-definition design structure matrix (HDDSM) for the quantitative assessment of product architecture“Andrew Harold Tilstra, Carolyn Conner Seepersad & Kristin L. Wood / Journal of Engineering Design, 2012, http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09544828.2012.706748